python 三维数据绘制等高线_Python之Matplotlib数据可视化(二):密度图与等高线图...

本文介绍了如何使用Python的Matplotlib库进行三维数据的可视化,包括绘制等高线图、彩色等高线图、带填充色的三维数据图以及在彩色图上添加数据标签的等高线图,详细解析了plt.contour、plt.contourf和plt.imshow等函数的用法。

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Python之Matplotlib数据可视化(二):密度图与等高线图

用等高线图可视化三维数据

用彩色等高线可视化三维数据

带填充色的三维数据可视化图

重新渲染三维数据的彩色图

在彩色图上加上带数据标签的等高线

备注

有时在二维图上用等高线图或者彩色图来表示三维数据是个不错的方法。Matplotlib 提供了三个函数来解决这个问题:

用 plt.contour 画等高线图、用 plt.contourf 画带有填充色的等高线图(filled contour plot)的色彩、用 plt.imshow 显示图形。

导入画图需要用的函数:

import matplotlib.pyplot as plt

plt.style.use('seaborn-white')

import numpy as np

用等高线图可视化三维数据

首先用函数 z = f (x, y) 演示一个等高线图,按照下面的方式生成函数 f 样本数据:

def f(x, y):

return np.sin(x) ** 10 + np.cos(10 + y * x) * np.cos(x)

等高线图可以用 plt.contour 函数来创建。它需要三个参数:x 轴、y 轴、z 轴三个坐标轴的网格数据。x 轴与 y 轴表示图形中的位置,而 z 轴将通过等高线的等级来表示。用np.meshgrid 函数来准备这些数据可能是最简单的方法,它可以从一维数组构建二维网格数据:

x = np.linspace(0, 5, 50)

y = np.linspace(0, 5, 40)

X, Y = np.meshg

Python中,如果你有多个XY型(即每行包含X坐标和Y坐标的数据)的TXT文件,想要将它们合并成新的XYYY型数据(其中X坐标不变,所有Y值对应到同一X值处),你可以采用pandas库进行操作,因为它非常适合处理结构化数据。以下是一个简单的步骤: 1. 首先,安装必要的库,如果还没有安装`pandas`,可以使用`pip install pandas`。 2. 使用`pandas`读取每个TXT文件,将其转换为DataFrame。假设文件名为`file1.txt`, `file2.txt`...等: ```python import pandas as pd dataframes = [] for i in range(1, n+1): df_i = pd.read_csv(f'file{i}.txt', delimiter=' ', names=['X', 'Y']) # 假设数据是以空格分隔 dataframes.append(df_i) ``` 这里假设数据文件都是以逗号或空格作为分隔符。 3. 将所有的DataFrame堆叠到一起: ```python merged_df = pd.concat(dataframes, ignore_index=True) # ignore_index=True 会重置索引以便于合并 ``` 4. 现在`merged_df`应该包含了所有的XY对,你可以按需要进一步整理,例如按X排序,然后保存为新的TXT文件或者直接用于Origin绘制等高线图。 5. 转换为Origin能够识别的数据格式,如CSV或ASCII,可以使用`to_csv`函数保存: ```python merged_df.to_csv('result_XYYY.txt', sep='\t') # '\t' 表示制表符分隔 ``` 6. 对于Origin等绘图软件,通常可以直接导入CSV文件创建等高线图。打开Origin,点击“File” -> “Import Data”,选择刚刚生成的`result_XYYY.txt`文件即可。
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